小半径预应力混凝土连续梁365JT施工365JT技术
摘要：本文详细地介绍了青银高速公路齐河北互通立交C匝道桥第四联预应力混凝土连续梁的施工方法，主要针对小半径现浇预应力桥梁的施工技术进行了重点说明，为类似工程施工提供参考。
关键词：小半径 预应力 混凝土 连续梁 施工
1. 工程概况
齐河北互通立交是青银高速公路与京福高速公路相联通的立交工程，该互通立交包括主线桥一座、匝道桥3座、匝道6条。C匝道桥曲线半径仅为280米，其中第四联上跨E匝道，为便于E匝道路基填筑，本联必须迅速完成，因此施工工期十分紧张。第四联跨径布置为20+25+20米，梁高为1.35米，梁底到地面高度为9.6米。
2. 存在的问题
C匝道桥平曲线半径只有280米，属于小半径曲线桥，若张拉时控制不当，则连续梁可能会因受力不均而出现较大的裂缝，甚至发生破坏，影响桥梁整体结构的安全，因此如何有效、安全地进行预应力的施工是本工程的重点和难点。
3. 各主要工序的实施
各主要工序的施工顺序见下图。
图1预应力箱梁施工顺序示意图
3.1 地基处理
箱梁是一种薄壁结构，各部尺寸要求较严。因箱梁在未施加预应力以前，其自重完全由支架承担，如地基处理不当，支架产生不均匀沉降，会导致梁体出现裂缝。桥址处地基为粘砂土，压缩性较大，而且施工正处于雨季，基底处理十分重要。施工中首先将基底表面20厘米的上层土翻松，掺灰5%后压实；然后在灰土上铺10厘米级配碎石，压实后在上面铺设枕木作为支架的基础，保证支架基础有一定的连续性，防止地基的不均匀沉降。同时在地基周围搞好排水设施。
3.2 支架的搭设
支架全部采用WDJ碗扣式满樘支架，支架下垫枕木，顶底部均用可调节杆调整标高。经计算在横梁和腹板位置支架横向布置为间距60厘米，翼板及梁底空心部支架横向布置间距为90厘米，纵向排距均为90厘米；立杆高度为120厘米、180厘米两种，接头位置根据高度交错布设，因梁体位于小半径曲线上，梁体横坡较大，混凝土浇筑时支架横向受力变化较大，因此横向每隔一排设一道剪刀撑，以增强支架的横向稳定性；纵向剪刀撑只在外侧两边布设。
3.3 外部模板和内侧模板的安装
模板的安装包括两部分：（1）外侧模板的安装：为保证外观质量，底模采用18㎜厚优质腹膜竹胶板，模板铺设时要设置一定的预拱度，预拱度计算时考虑地基变形、支架变形及梁体的挠度等几方面的影响。经计算预拱度取12㎜，在跨中按最大的预拱度设置，向两端按抛物形式分配，通过支架顶部可调顶杆调节梁模板标高。（2）内模的安装：为降低造价，内模采用10㎜厚普通竹胶板，内部用8×5㎝方木支撑，为便于拆卸、重复使用，纵横木都不能太长，在绑扎完底板筋和腹板筋后将内模放入梁体并固定。在梁的1/4跨径外部预留了天窗，以利于底板的振捣、整平和拆除模板。
3.4 支架的预压
为消除支架和地基的塑性变形，验证支架的可靠性，并控制好梁体的线型，支架全部经过预压，预压重量为梁体重量的1.15倍。经预压观测，跨中部位最大沉降量为15mm，与原先计算的预拱度与观测结果基本相符，预压48小时做好观测记录后卸载并重新调整梁体底部模板标高。
3.5 钢筋绑扎和波纹管的固定
主筋焊接完成后吊装到工作面上。波纹管连接时接口必须平齐,接头施工时波纹管承插的方向与钢绞线的穿束方向必须一致，以防止穿束时波纹管接头翻卷，造成穿束困难。为防止浇筑时波纹管漏浆造成穿束困难，采用预先穿束法施工。每孔钢绞线采用整体穿束，穿束时先将一根Φ14钢筋端部弯成圆形并栓一根钢丝绳穿过波纹管，钢丝绳另一端固定在集束钢绞线端部的铁环上，用卷扬机牵引钢丝绳，同时另一端人工配合将钢绞线编束，推动钢绞线完成穿束，穿束时不能将钢绞线放在地上，以防治污染和锈蚀。
3.6 混凝土的浇筑
为便于泵送，混凝土坍落度为14～16㎝，为延长混凝土的凝固时间,防止早期收缩过大，混凝土中掺加缓凝减水剂。混凝土浇筑顺序从低处向高处分层浇筑，施工时特别注意锚垫板下、横梁及腹板位置的振捣。为减少混凝土的收缩产生的裂缝，桥面混凝土采用两次收浆、一次拉毛处理。混凝土施工中要派专人用卷扬机对钢绞线作小幅度双向抽动，万一漏浆，能防止钢绞线被卡住。
4. 预应力的施工
4.1 预应力张拉力的计算
为使张拉力控制准确，采用油压表读数与伸长量双控法。预应力以张拉力控制为主，张拉伸长值校核。伸长量ΔL按下式计算：
ΔL=ΔL1 （1） ΔL1=P ∙L ∙[1-e-(KL+μθ)]/[Ag∙Es∙( KL+μθ)] （2）
ΔL0=P0 ∙ΔL1/P （3）
式中： P-钢绞线张拉力；P0-控制初张拉力；L-钢绞线从张拉端至计算断面的长度；Ag-钢绞线束的计算面积；Es-钢绞线弹性模量；μ-钢绞线与孔壁间的摩擦系数；K-孔道偏差系数；θ-钢绞线从张拉端到计算截面转角之和；ΔL0-初始应力伸长量；ΔL1-张拉控制应力伸长量。
4.2钢绞线的张拉工艺
钢绞线进场后及时进行试验，检查其抗拉松弛率、断截面积等是否符合要求。锚具和夹片要做硬度和锚固性能试验，油表和千斤顶也要重新进行校验，以确定油表读数和张拉力之间的关系。在混凝土强度达365JT设计强度的90%后，即可对纵向束进行张拉。由于C匝道桥第四联位于小半径曲线上，钢绞线采用四台YDCW4000型千斤顶同时对称张拉，以防止受力不均匀，梁体出现大的变形和腹板处开裂。张拉前先将锚环孔眼和夹片外侧涂上二硫化钼锂基润滑油，以减少夹片和锚环之间的摩擦，避免夹片回缩不足，夹不住钢绞线造成滑丝，工具锚环和夹片之间另外垫上一层塑料布，以利退锚。
钢绞线的张拉顺序为:N1 、N1/// N1/、N1// N2、N2///&
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nbsp N2 /、N2//。
C匝道桥第四联连续箱梁端部钢绞线布置见下图。
钢绞线张拉程序为：安装锚具、千斤顶 10%σcon 20%σcon σcon（持荷2分钟锚固）。
(1) 初张拉：先对千斤顶主缸充油，使孔道、锚具、千斤顶三者轴线相吻合，注意使每根钢绞线受力均匀，当钢绞线达到初应力0.1σcon时，做伸长量标记，此时记录伸长量L1并观察有无滑丝情况发生。
(2) 张拉钢绞线束至20%σcon时记录伸长量L2,计算10%σcon至20%σcon之间的伸长值L2-L1，以此作为10%σcon伸长值并与L1进行对比。
(3) 张拉采用两端同时逐级加压的方法进行，两端千斤顶的加压速度应接近相等，当两端达到控制张拉力σcon时，继续维持张拉力不变，持荷2分钟，然后两端回油，同时测量实际伸长量L3与设计值是否相符。实际伸长值(L2+L3)与理论伸长值之差应控制在6%以内。
(4) 锚固：打开高压油泵截止阀，将一端千斤顶油缸油压缓缓降至零，活塞回程，锚具夹片即跟进锚固。锚固时先将一端锚固，然后将另一端再张拉补足应力后锚固，两端交叉进行先锚固，即一束在梁的一端先锚固，另一束在梁的另一端先锚固。
4.3 张拉时易出现问题的原因分析和处理方法
4.3 钢绞线出现滑丝现象，可能由于以下原因：
4.3.1 锚环锥孔、夹片生锈或有杂质造成夹片回缩不到位。
4.3.2 夹片或锚环硬度不足，发生变形造成夹片夹不牢。
4.3.3 穿束时钢绞线混乱，造成钢束中钢绞线受力不均匀，个别钢绞线受力大于设计张拉应力。
4.3.4 锚具和夹片的锚固性能不符合要求。
4.3.5 钢绞线弹性模量较大，夹片夹不牢固。
4.4 张拉中发生断丝现象一般有以下原因
4.4 1 穿束时钢绞线绞在一起，在波纹管中顺序较乱，张拉后个别钢绞线受力较大，超过钢绞线极限抗拉强度。
4.4.2 夹片硬度太大，对钢绞线线产生损伤。
4.4.3 钢绞线穿束前受到损伤。
4.4.4 孔道阻塞，钢绞线受力不均匀。
4.4.5钢绞线存在质量问题。
4.5 发生夹片回缩不均匀、端部不齐可能由于以下原因
4.5.1 锚具和夹片之间摩阻太大，卸载时回缩不均匀。
4.5.2 锚具和夹片的锚固效率系数不符合要求。
4.5.3夹片质量不一致、硬度不同。
4.5.4 限位板和锚具之间空隙不适当，夹片滑出太多或者不能自由滑出，锚固时回缩不一致。
5. 压浆、封锚
钢绞线张拉稳定后即开始压浆。压浆的作用在于保护钢绞线，隔离钢绞线和空气的接触，避免钢绞线生锈。压浆前先用高压清水冲洗管道，将铁锈等杂质冲刷干净。张拉24小时后，将钢绞线用砂轮切割机割断，锚具外留5㎝钢绞线并用环氧树脂砂浆将两端封死，只留注浆孔和排气孔。为保证压进的水泥浆充分填塞波纹管，水泥浆中掺入膨胀剂，管道冲刷完成后开始压浆，在排气孔排出纯水泥浆后将压力控制在0.7MPa并持荷5min后封闭注浆孔和排气孔。压浆24小时后，绑扎封锚端钢筋，立模浇筑封锚混凝土。
6. 结束语
齐河北互通立交C匝道桥采用以上方法施工，施工时间比原计划提前了11天。做为小半径曲线桥梁，施工中特别注意了预应力钢绞线的张拉控制，张拉过程中梁体受力均匀，没有出现裂缝和其它异常情况，为以后小半径曲线连续梁的施工提供了参考。
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